A. 碳鋼及合金鋼:製造
彈簧時,常加矽、錳、鉻、釩及鉬等金屬元素於
鋼中以增加彈簧之彈性及疲勞限度,且使其耐衝擊。
a.大型彈簧多用熱作加工,即彈簧材料高溫軋成棒,再高溫加工成形
後,淬火於780度~850度左右之油或水中,再施以400度~500度的
溫度回火。
b.小型彈簧,先經退火,再用冷作加工,捲成後再經硬化回火,如鋼
絲、琴鋼絲或鋼帶。
c.琴鋼絲係屬高炭鋼材(0.65~0.95%)製造,雜質少,直徑常小於
1/4吋經過軔化處理後在常溫抽成線,其機械性質佳抗拉強度及軔
性大,為優良的螺旋彈簧材料。
d.不鏽鋼線用於易受腐蝕處,承受高溫可用高速鋼及不鏽鋼。
e.油回火線含碳量0.6~0.7%應含錳,0.6~1.0%常用於螺圈彈簧,
f.板彈簧常用0.9~1.0%之普通鋼,其較高級者則使用鉻釩鋼及
矽錳鋼。
2非鐵及非鐵合金鋼:
a.合金不能藉熱處理使之硬化,只須捲成即可。
b.作彈簧用銅合金者有磷青銅,黃銅等,彈性較鋼為劣燃耐蝕
性強,一般使用於化學機器之彈簧,又因非磁性關係可使用
於電氣測定器用彈簧。
c.孟納合金(Monel)為銅及鎳之合金,用於食品工業,以K表示。
d.英高鎳合金(Inconel)(75%Ni,15%Cr,10%Fe)在高溫
(700度F以內)不會有鬆弛現象,用在鍋爐,渦輪機及噴射
引擎內的彈簧。
3.橡皮彈簧:
a.功用為吸收震動及衝擊運動用。
b.樹脂材料中有很多亦可作為彈簧材料。
線彈簧之種類:線彈簧係以圓形、方形或特別剖面的金屬線繞成螺旋狀彈
簧之,具有抗拉,拉壓,抗扭轉負荷之能力,一般可分下列數種:
1壓縮彈簧:
1用途最廣,在製造時,須繞成分開的螺旋圈,使各圈有間隙,以便受力收縮,故經常保持有向兩端伸張的張力。
2 受最大負荷時,不能被完全壓縮,必須在有效圈數間保留間隙,以免摩擦或其他物質嵌入,以致引起疲勞破壞。
3彈簧之自由長度應等於彈簧之實長加上間隙,再加變形量。
4壓縮彈簧為增加接觸面,面應予磨平,以獲取50~80%之恕接觸。
5其端部形狀有多種。
6壓縮彈簧常用於氣閥彈簧,火車緩衝器,腳踏車座墊等場合。
2拉伸彈簧:各圈繞成相互緊貼的螺旋圈,受外力時向外伄長,經常保持有向中間收縮之力。
3扭轉彈簧:兩端製成鉤狀或直臂,常套入銷或軸中,當受外力後,即依彈簧軸心為軸而產生一扭轉力,使得彈簧捲緊或旋鬆。
4錐形彈簧:
1繞成錐形的螺旋圈,可承受壓力及張力,一般承受力量均甚小。
2 當受壓縮時各圈收縮進大圈的平面內為其優點,例手電筒蓋上壓縮電池用的彈簧即是。
5特殊之線圈彈簧:有員錐形、桶形及提形特殊線圈彈簧,廣用於彈簧床。
板狀彈簧:係用扁平或板狀材料製造而成,一般也叫平彈簧或片彈簧,有下列數種:
1單片彈簧(Simple plate spring):利用一金屬片製成彈簧,當彈簧捲曲方向與施力方向相反時,則彈簧發生彈力。
2圓盤彈簧(disk spring):
1亦稱上形彈簧(belleville spring)。
2外形與墊圈相似,用於空間狹小及偏轉不過大處。
3動力彈簧:
1 係利用長而窄之薄金屬片,繞成螺線狀,放置於匣內而利用其儲存之能量做為動力之來源者。
2如鐘錶上之彈簧
4懸臂板彈簧:彈簧一端固定,一端半懸於空中者
5板片彈簧(leaf spring):
1 亦稱層疊彈簧。
2板片彈簧在能量儲掀的效率上,較螺旋彈簧稍低,但它能承載較大之負荷,故普通用在汽車,火車等機動車輛上。
3有時為了增加吸收能量,達到更佳的避震效果,可作成橢圓形層疊彈簧或稱「雙層疊彈簧」
特種彈簧:
1扣環:扣環分C形扣環及E形扣環等兩類。C形扣環可分為兩種,一種是裝入軸的溝槽中,作為軸端或其他機件的固持。
2空氣或油壓伸縮囊:空氣或油壓伸縮囊是利用空氣或液體(通常用油)壓力所產生的彈性;外面容器是利用燈籠形的空氣(油)伸縮囊,常應用為汽車之緩衝器。
3扭桿彈簧:為一棒製扭桿彈簧Torsion Bar Spring可用於扭轉之場合,當然此棒可粗也可細如同線製者,亦有較粗而以綱條繞成者一樣,其差別在於線徑與長度之比懸殊而已。